Слесаревская М.Н. К.м.н., старший научный сотрудник кафедры урологии Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. акад. И.П. Павлова, Санкт-Петербург, Россия
Биологическая роль глюкозаминогликанов изучена достаточно хорошо, и в настоящее время, кроме стандартных представлений, о глюкозаминогликанах мы знаем, что они участвуют в иммунных процессах, регулируют пролиферацию клеток, участвуют в препаративных процессах, выполняют роль молекулярного сита, таким образом препятствуя распространению микроорганизмов, и в том числе обладают адгезивной активностью.
Гликозаминогликаны (ГАГ) представляют собой линейные полисахариды, состоящие из повторяющихся дисахаридных единиц, их существует несколько классов:
Все сульфатированные ГАГ в организме представлены в комбинации с белками в виде протеогликанов, доминирует в этом составе ГАГ – их 95%.
В моче человека и животных выделяют 4 основных типа ГАГ. Основная масса представлена гепарансульфатом – 55%, около трети – хондроитинсульфат, в меньшем количестве – дерматансульфат и гиалуроновая кислота.
Слой протеингликанов на поверхности уротелия колеблется от 5 до 50 микрон, он обеспечивает отрицательный заряд уротелия.
Биологическая роль ГАГ изучена достаточно хорошо:
Изучение антиадгезивной активности ГАГ было начато достаточно давно, еще в 1975 г., большую роль в этом сыграл профессор Чарльз Лоуэлл Парсон. В эксперименте он выявил наличие антибактериальных свойств стенки мочевого пузыря, которая препятствовала адгезии микроорганизмов. В 1977 г. с помощью гистохимических методов были визуализированы мукополисахариды на поверхности уротелия, которые и обладали антиадгезивной активностью. В 1988 г. группа авторов под руководством Ч. Парсона доказала, что разрушение слоя ГАГ приводит к развитию бактериальной инфекции.
Экспериментальные исследования продолжались и далее, в том числе с использованием современных методов диагностики. У нас эти исследования проводились с помощью современных химических методов, методов молекулярной биологии, физических факторов. Одно из исследований, которое тоже было экспериментальным (проводилось оно на экспериментальных животных – крысах), доказало, что превентивное введение ГАГ в мочевой пузырь предотвращает развитие бактериальной инфекции. Была достоверно снижена бактериурия и колонизация бактериями стенки мочевого пузыря. Механизм действия ГАГ был расценен как протективный.
Параллельно с экспериментальными исследованиями проводились и клинические работы по изучению эффективности применения ГАГ, в первую очередь – внутрипузырная терапия. Этих исследований очень много, они несколько разнообразны, отличаются по дизайну, некоторые не рандомизированные и без контрольных групп. В 2018 г. был опубликован метаанализ, который включал в себя 8 исследований, суммарно 800 пациентов, резюме этого метаанализа – среднее снижение частоты эпизодов инфекции составило 2,6 эпизода/пациента в год, а у пациентов, получавших лечение ГАГ, на 25% снижена вероятность развития рецидивов по сравнению с контрольной группой.
В настоящее время в литературе появились публикации, свидетельствующие о том, что субклиническая инфекция нижних мочевыводящих путей является причиной развития гиперсенсорных форм МП, и, в частности, в российской литературе в 2024 г, опубликованы две большие обзорные работы.
Итак, сейчас можно говорить о том, что ГАГ входят в первую линию защиты уротелия. Факторы инфекционной/неинфекционной природы, которые повреждают уротелий, приводят к повышению его проницаемости, нарушению барьерной функции, это способствует проникновению бактерий в более глубокие слои (в более поверхностные, а не в промежуточный слой), что запускает целый каскад воспалительных реакций с выходом медиаторов воспаления. Совокупность этих факторов приводит к еще большей дисфункции уротелия, что в свою очередь еще больше нарушает поверхностный слой. В результате этих каскадных реакций происходит повышение афферентной иннервации с формированием гиперсенсорных фенотипов мочевого пузыря.
Пентосан полисульфат натрия (ППН) – молекула синтезирована еще в 50-х гг. XX в., является полусинтетическим ГАГ, который по химическому и структурному составу сходен с природными ГАГ. Относительно применения этого препарата в урологии достаточно много публикаций, в 2024 г. опубликованы уже две работы. Исторически сложилось так, что пентосан полисульфат натрия в первую очередь использовался при синдроме болезненного мочевого пузыря, то есть мы говорим о том, что он является средством таргетной терапии, восстанавливающим поврежденный уротелий.
В последующем появились работы, в которых использовался ППН как средство профилактики у пациентов с рецидивирующими инфекциями мочевых путей. В 2020 г. опубликовано исследование, в котором показано, что назначение пентосан полисульфата женщинам с рецидивирующими инфекциями в течение 16 недель достоверно снижало частоту развития эпизодов повторных инфекций.
Поэтому пришло понимание, что ГАГ работают как антиадгезивные вещества и являются протекторами слизистой, что побудило нас провести исследования – мы поставили своей задачей оценить антиадгезивный и антибиопленочный эффект ППН in vitro. Исследование проводилось на базе СПбГУ и института микробиологии им. Пастера (Санкт-Петербург). Материалом исследования являлись уропатогенные грамположительные и грамотрицательные штаммы МО. Методами исследования были расширенный бактериологический анализ и экспериментальные методики – исследование адгезии на эпителиальных клетках и изучение биопленкообразования.
Стандартная методика: забор эпителиоцитов на внутренней поверхности щеки, отмывание их от флоры, смесь эпителиоцитов и бактериальной культуры помещается в термостат (30 мин при температуре 37 0С), потом добавляли исследуемое вещество в терапевтической концентрации.
Оказалось, что после внесения смеси видно отчетливое снижение адгезии. Хоть она и присутствует, но в гораздо меньшей степени, причем такая же картина сохраняется и через 6 ч. Далее в ходе отработки методики оказалось, что если ППН изначально наносился на предметное стекло, а потом у него добавлялась смесь бактериальной культуры и эпителиоцитов, то энтерококк, который адгезировал кокковые культуры и эпителиоциты, через 30 мин существенно терял свои свойства. Такая же ситуация наблюдалась с кишечной палочкой.
Вторым этапом было исследование биопленок. Они выращивались стандартно на плоскодонных планшетах. Далее наносился ППН. Оказалось все то же самое – если ППН нанесен на планшет заранее до внесения сформированной биопленки, результаты значительно отличаются (белые бактериальные культуры существенно отличаются по количеству, звездочки на зеленом фоне – единичные колонии после разрушения биопленки) (рис. 1, 2). То же самое наблюдалось в отношении синегнойной палочки с менее значительным эффектом.
Таким образом, можно говорить, что предложенные оригинальные методики позволяют оценить антиадгезивный и антибиопленочный эффекты. Мы доказали его наличие в отношении уропатогенов in vitro. Данные говорят о том, что предварительное нанесение Пентозана полисульфата натрия на поверхность предметных стекол и планшетов оказывает более выраженный антиадгезивный и антибиопленочный эффекты.
В дальнейшем мы планируем оценить эту методику количественно, с подсчетом индексации адгезии. Исследование планируется продолжить с надеждой на столь же радужные результаты.
Материал подготовила и адаптировала Лелюк А.В.
Комментарии